丁彩红，张天宇，罗　俊，崔亚飞，俞刘杰

（东华大学机械工程学院，上海201620）

大功率LED灯具散热器的优化设计研究

丁彩红*，张天宇，罗俊，崔亚飞，俞刘杰

（东华大学机械工程学院，上海201620）

LED的散热性能对其寿命有重要的影响，而现阶段LED的散热器设计很多依靠的是经验值。针对这一问题，文章提出一种散热器的优化设计方法。该方法首先基于大量实验数据研究了散热器翅片单一因素对散热性能的影响，然后运用正交试验法，综合分析了各因素对散热性能的影响程度，最终得到了翅片参数的最优水平组合。最后利用此方法，设计了一款新的散热器，实验表明该LED灯源芯片温度比优化前降低了6℃，并计算了优化后翅片的效率达到98.63%。

LED散热；散热优化设计；Flow Simulation；正交试验

LED作为新型光源，是一种直接把电转化成光的固态半导体器件。LED的发展在很大程度上改善了传统灯具的缺点和不足，但仍存在许多问题制约其发展，其中散热是根本性的问题。对于大功率LED灯，目前只有约15%的电能转换为光能，其余均转化为热能。LED器件的散热性比较差，致使出现LED的光输出量减少、使用寿命缩短、发出的主波长偏移等问题［1］。因此如何提高LED灯具散热能力是大功率LED灯具实现产业化亟待解决的关键技术之一。目前，国内外的文献资料绝大部分把LED的散热研究集中在芯片结到外延层的封装、外延层到基板的优化上。而很少有人对散热器散热进行全面、深入的理论研究分析，现有的LED灯具散热器多为经验化设计，散热系统的散热性能比较差，散热器翅片效率也较低，以至于目前LED灯具的散热问题仍然很严重。……